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Giant ore deposits formed by optimal alignments and combinations of geological processes 超大型矿床形成地质过程的最佳路线和组合 Jeremy P. Richards Department of Earth and Atmospheric Sciences, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada, T6G 2E3. e-mail: Jeremy.Richards@ualberta.ca 超大型矿床含有巨量的金属资源，因此被矿产勘查企业作为优先目标。对于这些超大型矿床是否有独特的成因模式，学术界尚存争论。或者他们可能仅仅代表矿床的极限规模，通过常规地质过程的最佳组合形成异常大量的金属富集。如果超大型矿床是通过独特的过程形成，那么它的出现可能是难以预测的。如果超大型矿床是通过常规地质过程形成，那么了解其形成机制的最优环境，可以对勘查给予指导。通过对几个超大型斑岩铜-钼-金矿床和浅成热液金-银矿床的考察，显示：很多矿床在形成上与常规的最佳成矿过程具有一致性。在一些情况下，大规模的矿床反应特定因素，如不同的构造形态，活性寄主岩或集中的流体运移，这些不属于它们自身的异常，却对于整个成矿过程有促进作用。因此，我认为超大型矿床的有效勘探，应该在有利于形成矿床的基础地质环境下，寻找有可能加大成矿过程的截然不同的地质特征。 矿产勘探公司寻求超大型矿床因为它们储有更多的金属，并可能获取最大的开采利润（专栏1）。但经济地质学家们对于超大型矿床的定义和控矿因素存在相当大的争议， 例如，大于100吨的金（Au）矿床，大于200万吨的铜矿床分别被称为超大型矿床1；但另有学者把以上储量的三倍的矿床定义为超大型矿床2。然而，最大的分歧是：超大型矿床是否有其独特的成矿模式，或者仅仅代表正常过程通过最高水平和效率运作的最终结果，和/或通过最佳的富集过程形成异常巨大的金属沉积。 每类矿床都有从小型到大型尺度范围的著名实例，其中一些可能被列为超大型系列。然而，每个矿床在细节上都是独一无二的。许多超大型矿床显示了与标准斑岩铜-钼-金(Cu±Mo±Au)矿床以及浅成热液金-银(Au–Ag)矿床模型明显不同的特征（见补充资料）。我认为：以矿床形成与岩浆冷凝过程中释放的高-低温热液流体相关的斑岩矿床和浅成热液矿床作为例子，可以分别地作为一个标准模型来解释大型矿床。而形成超大型矿床则可能需要一个或者多个额外的或者特殊的附加过程。这些过程不一定是不寻常的，并且可能仅仅是显著增强的标准模型的组成部分或者变种。因此，超大型矿床是成矿过程中成矿物质在最佳层位以最高的效率偶然富集，以至于它们的形成不同于其他的正规体系。这些过程很多可以被预测或被勘查到。因此，可在成矿靶区通过详查手段发现巨型矿床。 专栏1 对于采矿来说，矿床越大越好 矿产勘探的目的是要找到一定体积的岩石充分富集一种特定的元素或矿物，并有足够大的规模，可以经济地开采。矿床（品位）越富，矿化岩石的体积（吨位）越大，越可能赚取更多的利润，并且可以较长时间地开采获利。大型矿山也在规划和管理集中化，以及使用大规模设备的过程中受益于规模经济，从而降低成本。同样，矿山的长期开采证实，大规模和长期的基础设施建设需要投入很高成本。此外，当采矿对矿山本地社区造成破坏时，规模经济通常可以通过能源效率和土地破坏的隔离（每单位产品），减少对环境的影响。因此，大多数勘探公司寻找能够提供最大的投资回报，在很长一段时间具有持续回报前景的，以及具有最小的环境和社会影响的较大或超大型矿床。 矿床的矿产储量的报道通常以矿石的平均品位（丰度大的元素用质量百分比，像金等稀有元素则用每吨克（g/t））和含矿岩石的吨位（常见的以百万或数十亿吨计： Mt或Gt）计算。矿床总储量通过这些吨数和矿石品位计算。最盈利的矿床通常有高品位及高吨位，但实际上单个矿床有大范围的实际等级。 因此，建立在最佳矿石类型组合基础上的‘储量’估计，使最有效和最经济的矿井设计成为可能，并尽可能多的获取矿床储量中的金属。通常也报道“边界品位”，这是矿床开采可盈利的最低等级；这个边界品位和由此产生的储量数据，可能会受全球金属价格波动的影响。当价格下降时，可能使低品位矿石不具经济效益，而当金属价格上涨时，以前被认为是废矿的矿石也可以盈利开采。生产成本可以具有类似的效果，例如，燃料的价格的上升或下降。 斑岩型和低温热液矿床 斑岩型Cu±Mo±Au和热液型金-银矿床都是热液中的成矿物质经沉淀形成的。斑岩型矿床是高温流体（300-700 ℃）形成的，流体来自于侵入上地壳岩浆的冷凝结晶，通常发育在上俯冲带的火山岛弧环境。矿床含有铜、钼和金，主要以硫化